高中化学工艺流程练习题(4)

1某厂排放的废液含有大量的K+、Cl-、Br-，少量的Ca2+、Mg2+、SO2-4。某研究性学习小组拟取这种工业废水来制取较纯净的氯化钾晶体及液澳，他们设计了如下流程：

可供

试剂a、b、c选择的试剂：饱和Na2CO3溶液、饱和K2CO3溶液、KOH溶液BaCl2溶液、Ba(NO3)2溶液、苯、CCl4、H2O2溶液、KMnO4(H+)溶液。 根据以上流程回答相关问题：

（1）试剂a、b分别是 、 。

（2）操作①、②、③、④的名称是（填字母序号）

a过滤、分液、过滤、蒸发结晶 b分液、蒸馏、过滤、蒸发结晶 c分液、过滤、过滤、蒸发结晶 d分渣、分液、过滤、蒸发结晶

（3）除去无色液体I中的Ca2+、Mg2+、SO-24离子，选出e所代表的试剂，按滴加顺

序依次是 （只填化学式）。

（5）操作④中用到的瓷质仪器名称是____ 。

（4）调节pH的作用是 ；操作方法是 。

答案

2.高铁酸钾是一种高效的多功能水处理剂，具有氧化、吸附、絮凝、、助凝、杀菌、除臭等作用，高铁酸钾的开发和利用正日益显示出其广阔的应用前景。其制备路线如下：

1

试回答下列问题 (1)操作①搅拌的目的是： 。 (2) 操作②与操作③相同，该操作名称是：___________________。

(3)反应器中，NaOH、NaClO及Fe(NO3)3反应的离子方程式为： _______________________。

(4)次氯酸钠浓度对高铁酸钾产率有一定影响，当高铁酸钾产率最高时，NaClO的物质的量浓度约为_________。（计算结果保留一位小数）

(5)从环境保护的角度看，制备中间产物Na2FeO4较好的方法为电化学法，其装置如图乙所示，则阳极的电极反应式为 。

答案（1）为了加速反应物之间的接触，加快化学反应速率。（2）过滤 (3)2Fe3+ + 3ClO─ + 10OH─ == 2FeO42─ + 3Cl─ + 5H2O (4)3.6mol/L； (5) Fe + 8OH─ ─6e─ == FeO42─ + 4H2O 【例10】 某化学兴趣小组为探索工业废料的再利用，在实验室中用含有铝、铁、铜的合

金制取氯化铝溶液、绿矾晶体(FeSO4·7H2O)和胆矾晶体。其实验方案如下：

(1)所加试剂①、②分别是__________________。 (2)从滤液E中得到绿矾晶体的实验操作是

________________________________________________________________________；

从滤渣F制取胆矾的第一步操作最好采用

________________________________________________________________________。

(3)上述实验方案中，有一步设计明显不合理，请你予以指出，并说明理由

________________________________________________________________________。

答案 (1)NaOH溶液和稀硫酸 (2)在隔绝空气的条件下，蒸发浓缩、冷却结晶 将滤渣F在空气中灼烧 (3)由滤液A制得氯化铝溶液不合理，

2

所得氯化铝溶液中含有大量NaCl杂质

【例11】 随着人类社会的发展，氮氧化物（NOx）已成为大气中的主要气态污染物之一。

（1）超音速飞机排放的尾气是平流层中NOx的主要来源。它们破坏臭氧层的机理为：

上述反应的总反应式为 ，其中 是催化剂。 （2）汽车尾气中含有NOx 、CO和碳氢化合物等。

①汽车尾气净化装置里装有Pd等过渡元素的催化剂，气体在催化剂表面吸附与解吸作用的机理如图所示。

尾气净化装置中发生的总反应化学方程式为 。 ②NOx和碳氢化合物在阳光照射下发生光化学反应产生二次污染物的现象，称为“光化学烟雾”。有学者对某城市一天中光化学烟雾的变化情况进行测定，实验结果如图所示。由图象可知，二次污染物有 等，醛和O3的峰值出现在14：00左右的主要原因是 。

③测定汽车尾气中NOx的方法之一是用3％的H2O2溶液吸收尾气中的NOx生成HNO3，再用NaOH标准溶液滴定HNO3。若要测定标准状况下尾气中NOx的体积分数，所需的数据有 （选填序号）。

A．所测尾气的总体积 B．两种氮氧化物的体积比

C．NaOH标准溶液的物质的量浓度 D．所消耗NaOH标准溶液的体积 E．从滴定开始到指示剂变色所需的时间

（3）工业尾气中的NOx可用纯碱溶液吸收，有关的化学反应为：

现用0．5 L 2 mol·L的纯碱溶液恰好吸收一定量工业尾气中的NOx，吸收液质量增加44 g（设CO2全部排出）。则NO2和NO的体积比为 。

【解析】 （2）③因NO，转化为HNO3后再用NaOH标准溶液滴定，由N元素守恒知

n（NOx）=n（HNO3），所以要测尾气中NOx的体积分数，需要所测尾气的总体积、滴定消耗NaOH标准溶液的体积及其物质的量浓度。（3）结合反应方程式知吸收NOx的物质的量为2 mol（形成的钠盐中Na～N），同时产生1 mol CO2，由质量变化可推知2 mol NOx的质量为88 g，故可求出尾气中NO2与NO的体积比为7：1。 【答案】（1）2O3＝3O2 NO （2）

－1

①

②醛与O3 此时日光照射较强，光化学反应速率较快 ③ACD （3）7：l 【例12】 氢溴酸在医药和石化工业上有广泛用途。下图是模拟

工业制备氢溴酸粗品并精制流程：

3

SO2 Br2 冰水 混合① 操作Ⅰ Na2SO3 粗品 混合② 少量Ba(OH)2 无色溶液 操作Ⅱ 操作Ⅲ 精制的 氢溴酸 混合溶液 H2SO4 BaSO4 根据上述流程回答下列问题： （1）混合①中发生反应的化学方程式为__________。 （2）混合①中使用冰水的目的是_______________。 （3）操作Ⅱ和操作Ⅲ的名称分别是_________、________。

操作Ⅲ一般适用于分离____________混合物。（选填编号）

a．固体和液体 b．固体和固体 c．互不相溶的液体 d．互溶的液体 （4）混合②中加入Na2SO3的目的是________________________________。 （5）纯净的氢溴酸应为无色液体，但实际工业生产中制得的氢溴酸（工业氢溴酸）带有淡淡的黄色。于是甲乙两同学设计了简单实验加以探究：

甲同学假设工业氢溴酸呈淡黄色是因为含Fe3＋，则用于证明该假设所用的试剂为_____________，若假设成立可观察到的现象为__________________。

乙同学假设工业氢溴酸呈淡黄色是因为_______，其用于证明该假设所用的试剂为_____________。

答案．（1）SO2＋Br2＋2H2O== 2HBr＋H2SO4 （2）降低体系温度，防止溴蒸发，使反应完全。 （3）过滤、 蒸馏 d （4）除去粗品中未反应完的溴 （5）KSCN溶液 溶液变成血红色 含有Br2 CCl4 【例13】 烟气的脱硫（除SO2）技术和脱硝（除NOx）技术都是环境科学研究的热点。 （1）选择性催化还原法的脱硝原理为：

6NOx＋4x NH3

(3＋2x)N2＋6xH2O

①上述反应中每转移3mol电子，生成标准状况下N2的体积为________L。 ②已知：2H2(g)＋O2(g) ＝2H2O (g) ΔH＝-483.6 kJ·mol-1

N2(g)＋3H2(g)＝2NH3(g) ΔH＝-92.4 kJ·mol-1 N2(g)＋O2(g)＝2NO(g) ΔH＝-180.5kJ·mol-1

则反应6NO(g)＋4NH3(g)＝5N2(g)＋6H2O(g)的ΔH＝__________。

（2）目前，科学家正在研究一种以乙烯作为还原剂的脱硝（NO）原理，其脱硝机理示意图如下图1，脱硝率与温度、负载率（分子筛中催化剂的质量分数）的关系如图2所示。

4

100 脱硝率／% H2O、CO2、N2 Cu C2H4 Cu(NO2)

＋

＋＋

80 60 40 20

b c d a O2 Cu(O2)

负载率 a 0.5% b 3.0% c 5.0% d 8.0%

NO 0

200℃ 300℃ 400℃ 500℃ 600℃

图1 图2

①出该脱硝原理总反应的化学方程式：____________。 ②为达到最佳脱硝效果，应采取的条件是____________。 答案． ⑴①

16.811.2x ②－724.5kJ·mol－1 x催化剂

⑵①6NO＋3O2＋2C2H43N2＋4CO2＋4H2O

②约为350℃、负载率3.0 %

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